Компьютерный анализ морфологических срезов
Количественная оценка морфогенеза локальных нервных сплетений, формирующихся в культуре тканей - элемент физиологических исследований нейронных структур. Особенности интерфейса графического окна выбора и обработки профилей яркости вдоль траекторий.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 07.12.2018 |
| Размер файла | 690,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Размещено на http://www.allbest.ru
Важной составляющей физиологических исследований нейронных структур является количественная оценка морфогенеза локальных нервных сплетений, формирующихся в культуре тканей. Для этого необходимо проводить компьютерный анализ морфологических изображений, в частности электронно-микроскопических снимков морфологических срезов, например, с целью измерения оптической плотности на определенных участках этих снимков для дальнейшего определения коллоидной концентрации аксоплазмы и вычисления ее осмотического давления. Пример исходного электронно-микроскопического снимка морфологического среза с изображением изолированного миелинового нервного волокна показан на рис. 1.
Рис. 1. Исходное электронно-микроскопическое изображение морфологического среза
Следует подчеркнуть, что на исходных изображениях морфологических срезов часто присутствуют артефакты из-за разрыва тканей, неравномерности окраски и т.п., обусловленные сложностью морфологических методов. Эти артефакты ограничивают возможность применения процедур автоматической сегментации изображений. Поэтому желательно чтобы выделение «области интереса» для последующего анализа оптической плотности осуществлял исследователь, обладающий экспертными знаниями.
Разработана программа (Morpho_Profile), предназначенная для измерения параметров профилей яркости вдоль задаваемых исследователем прямолинейных траекторий на изображениях морфологических срезов. Программа реализована в среде Delphi с использованием графической библиотеки DirectX и библиотек функций Windows API. Программа Morpho_Profile работает с входными изображениями, представленными в форматах bmp или jpeg с минимальным размером 512х512 пикселей. Изображения могут быть цветными или с 256 оттенками серого. В случае цветного изображения оптическая плотность пикселя определяется, как принято в телевидении: R*28+G*151+B*77, где R, G и B - яркость красной, зеленой и синей составляющей на цветном изображении. Интерактивная обработка (выбор области интереса и нанесение траекторий в нужном месте для измерения параметров яркости вдоль траекторий) осуществляется в отдельном окне программы либо с исходным сжатым изображением, либо с выбранным фрагментом исходного изображения размером 512х512, перемещаемым исследователем интерактивно по всему входному изображению с помощью мыши (рис. 2).
Рис. 2. Исходное изображение с перемещаемым прямоугольным окном - слева; справа изображение выделенного на исходном изображении фрагмента
На рис. 2 в левом окне показано исходное изображение с перемещаемой прямоугольной областью (в нижней части изображения нанесена черно-белая линия для выполнения операции калибровки). В правом окне показан увеличенный фрагмент исходного изображения, соответствующий положению перемещаемой прямоугольной области. После выбора нужного фрагмента осуществляется переход (меню «обработка») к следующему графическому окну для нанесения траекторий (рис. 3). Прямолинейную траекторию исследователь наносит на обрабатываемом изображении также с помощью мыши. В этом же графическом окне программы строятся разным цветом графики профилей яркости вдоль нанесенных траекторий. Для построения графиков используется компонента SLScope из свободно распространяемой библиотеки визуальных компонентов Mitov Software (http://www.mitov.com).
Рис. 3. Графическое окно выбора и обработки профилей яркости вдоль траекторий
нейронный графический интерфейс
Программа позволяет нанести до шести траекторий и соответственно отобразить до шести графиков профилей яркости. Номер профиля отображается числом на графике. Программа вычисляет и отображает на графиках с помощью специальных маркеров локальные максимумы. При необходимости выравнивания графиков осуществляется горизонтальное масштабирование по минимальной длине выбранных траекторий. Нахождение локальных максимумов выполняется с учетом задаваемых исследователем значений абсолютного порога яркости и «ширины полосы», представляющей разность между соседними локальными максимумами и минимумами. Данные значения устанавливаются исследователем с помощью управляющих элементов программы. С увеличением «ширины полосы» количество локальных максимумов уменьшается, а с уменьшением - увеличивается. В программе реализована возможность с помощью варьирования порога и «ширины полосы» оперативно отображать изменение локальных максимумов на построенных графиках. Порог можно задать, отметив точку на изображении с помощью мыши. Значение яркости этой точки автоматически становится значением порога (рис. 4).
Формируется таблица, в которой для каждого профиля отображены количество максимумов, длина траектории в заданных единицах (пиксел, микрон). Для отображения результатов измерения в микронах предварительно выполняется калибровка с эталоном. Вычисляется «плотность» максимумов, как количество локальных максимумов на единицу длины траектории, что соответствует плотности распределения цитоскелетных структур аксона вдоль наносимой траектории.
Рис. 4. Графическое окно выбора и обработки профилей яркости вдоль траекторий с установленными порогом и «шириной полосы»
В программе для удобства исследователя предусмотрена возможность показа на графиках кривые профиля яркости только выше заданного порога, а также возможность управления включением или выключением отображения графических маркеров локальных максимумов.
Результаты измерений протоколируются в базе данных и могут экспортироваться при необходимости дальнейшей обработки средствами OLE в Excel (рис. 5).
Рис. 5. Пример передачи данных для дальнейшей обработки в Excel
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Исследование вертикальных проекций яркости и размаха яркости. Программная реализация алгоритма автоматического анализа цифровых изображений номерных знаков с целью сегментации цифробуквенных символов. Разработка графического пользовательского интерфейса.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 12.04.2013Исследование эффективности применения нейронных сетей в рамках отношений между людьми. Принцип работы с нейросимулятором. Составление обучающей выборки и проектирование персептронов. Анализ выбора супружеской пары с использованием нейросетевых технологий.
презентация [150,8 K], добавлен 19.08.2013Особенности нейронных сетей как параллельных вычислительных структур, ассоциируемых с работой человеческого мозга. История искусственных нейронных сетей как универсального инструмента для решения широкого класса задач. Программное обеспечение их работы.
презентация [582,1 K], добавлен 25.06.2013Роль распределенных вычислительных систем в решении современных задач. Инструментальная система DVM для разработки параллельных программ. Средства построения формальной модели графического интерфейса. Требования к графическому интерфейсу DVM-системы.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 15.10.2010Структура организации графического интерфейса, объявление и создание слушателей событий с помощью анонимных классов. Представление данных для таблицы – класс AbstractTableModel. Визуализация ячеек таблицы. Два основных типа потоков ввода-вывода в Java.
лекция [685,3 K], добавлен 01.05.2014Изучение работы периферийных устройств, из назначения и характеристик. Особенности интерфейса программы и его возможностей: окна и их компоненты, управляющие элементы окна, командные кнопки, переключатели, радиокнопки, поля текста, иконки (пиктограммы).
реферат [1,0 M], добавлен 02.03.2010Matlab как система инженерных и научных вычислений, принцип ее работы и назначение, сферы применения и оценка эффективности, анализ сильных и слабых сторон. Алгоритм создания интерфейса, основные способы и методы создания форм и элементов управления.
контрольная работа [681,9 K], добавлен 13.01.2010Описание технологического процесса напуска бумаги. Конструкция бумагоделательной машины. Обоснование применения нейронных сетей в управлении формованием бумажного полотна. Математическая модель нейрона. Моделирование двух структур нейронных сетей.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.10.2012Разработка блок-схемы и программы обработки одномерного массива с доступом к элементам с помощью индексов и с помощью указателей. Словесное описание алгоритма и пользовательского интерфейса, листинг программы обработки матрицы и результат её выполнения.
курсовая работа [391,1 K], добавлен 30.09.2013Технологические процессы обработки информации в информационных технологиях. Способы доступа к Internet. Информационные технологии в локальных и корпоративных компьютерных сетях. Средства обработки графической информации. Понятие информационной технологии.
учебное пособие [1,4 M], добавлен 23.03.2010Понятие и структура компьютерных сетей, их классификация и разновидности. Технологии, применяемые для построения локальных сетей. Безопасность проводных локальных сетей. Беспроводные локальные сети, их характерные свойства и применяемые устройства.
курсовая работа [441,4 K], добавлен 01.01.2011Разработка графического интерфейса для ввода начальных значений, отображения результатов и тестирования методов собственного класса на языке программирования С++. Подсветка цветом выбранных операндов в процессе их инициализации и вывода на дисплей.
курсовая работа [234,6 K], добавлен 27.12.2014Диаграмма консольного приложения табулирования функции. Отличие консольного приложения и приложения и GUI. Диаграмма классов для JFrameи JPanel. Создание простейшего фрейма в Java. Компоновка элементов интерфейса внутри фрейма. Цикл обработки событий.
лекция [693,8 K], добавлен 01.05.2014Выбор технологии, языка и среды программирования. Анализ процесса обработки информации и оценка структур данных для ее хранения. Разработка основных алгоритмов решения и структурной схемы программного продукта. Проектирование интерфейса пользователя.
курсовая работа [449,8 K], добавлен 14.01.2011Обоснование выбора языка и среды программирования. Обзор и анализ существующих программных решений. Разработка графического и пользовательского интерфейса. Алгоритм бинарного поиска. Методы добавления, удаления элемента из дерева и вывода на экран.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 31.05.2016Анализ выбора цифрового сигнального процессора и структурной схемы устройства обработки информации. Расчет надежности устройства и производительности обмена данных, разработка ленточного графика. Обзор особенностей радиального и межмодульного интерфейса.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 20.05.2012Переход от словесной неформальной постановки к математической формулировке данной задачи. Оценка различных вариантов с целью выбора наиболее эффективных структур данных и алгоритмов обработки. Реализация алгоритмов на одном из языков программирования.
курсовая работа [35,0 K], добавлен 25.06.2013Анализ применения нейронных сетей для прогнозирования ситуации и принятия решений на фондовом рынке с помощью программного пакета моделирования нейронных сетей Trajan 3.0. Преобразование первичных данных, таблиц. Эргономическая оценка программы.
дипломная работа [3,8 M], добавлен 27.06.2011Рассмотрение возможностей проектирования с помощью Macromedia Flash. Изображение проекции обработки детали на токарном станке проходным резцом. Обеспечение перемещения резца вдоль детали. Правила построения эпизодов движения тела вдоль траектории.
контрольная работа [2,0 M], добавлен 08.07.2014Изучение аэродинамики как одной из разделов физики в современном мире. Компьютерное моделирование взаимодействия самолета с окружающей средой. Создание физического движка. Освоение языка программирования C++, графического программного интерфейса OpenGL.
практическая работа [1,1 M], добавлен 03.05.2015
